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抗体技术的研发现状与进展

发布日期：2025-02-10点击量：744次编辑：szbyjy_admin

根据发展历程，抗体技术可分为多克隆抗体技术、杂交瘤单克隆抗体技术和基因工程抗体技术3个阶段。多克隆抗体的制备多通过免疫动物获得，当抗原注射到动物体内后就会产生针对该抗原的抗体。大多数抗原表面成分复杂，具有多种不同的抗原表位，因而免疫血清中产生的抗体为针对多种抗原成分或抗原表位的、综合的、不均一的多克隆抗体。杂交瘤单克隆抗体技术是将能够产生抗体的B淋巴细胞和能够无限繁殖的肿瘤细胞融合，融合后的子代细胞既可产生抗体，又能够无限传代，从而获得抗体纯度高、理化性质均一、特异性强的单克隆抗体。基因工程抗体技术是利用重组DNA和蛋白质工程技术等对编码抗体的基因按不同需要进行加工改造和重新装配，经转染适当的受体细胞所表达的抗体分子。利用基因工程抗体技术减少抗体鼠源成分，增加人源化程度，降低免疫原性，成为第三代抗体技术。目前常见的技术包括鼠源抗体人源化技术，以及抗体文库展示技术、转基因小鼠技术和单细胞测序技术等人源抗体筛选技术。

1、杂交瘤单克隆抗体技术

杂交瘤单克隆抗体技术是将免疫动物的 B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，形成在体外长期存活并能分泌免疫球蛋白的杂交瘤细胞，通过克隆化得到来自单个杂交瘤细胞的杂交瘤单克隆细胞系，生产大量单克隆抗体。此过程中，杂交瘤细胞 2 次筛选至关重要。最传统的二次杂交瘤筛选方法为有限稀释法。该方法操作简单，不需要特殊设备，但人工操作速度慢、效率低、耗时长、易出错，不能满足高通量筛选的要求。流式分选技术也较多用于杂交瘤细胞的筛选，该方法具有自动化速度快和精确度较高等优点，但需要对细胞进行荧光标记，且检测结果易受细胞周期影响。全自动细胞筛选系统（Cellcelector）是一种当前广泛应用的杂交瘤筛选技术，该技术具有高通量，自动化，高效率，可编程、量化和存档及追溯等优点，可缩短研发周期，降低成本。

2、抗体文库展示技术

抗体文库展示技术是近 30 多年快速发展起来的一项技术，主要用来筛选人源抗体。利用聚合酶链反应（PCR）从 B 细胞中扩增出抗体的重链和轻链群，将它们连入合适的载体表达随机的联合抗体文库。按抗体基因来源，目前抗体库主要有天然抗体库、半合成抗体库、全合成抗体库和混合抗体库等类型。同时，随着计算机辅助分析和虚拟设计的发展，还发展出表位特异性的靶向抗体库技术平台。根据抗体文库所用载体的不同，目前主要的技术有噬菌体展示技术、酵母表面展示技术、核糖体展示技术和mRNA展示技术等。

3、转基因小鼠技术

转基因小鼠技术是应用基因工程技术破坏小鼠内源抗体基因，然后将人抗体基因转入小鼠体内，再使用目标抗原免疫转基因小鼠，从而在其体内表达相应抗体的技术。该技术使抗原抗体免疫反应在小鼠体内进行，保证了抗体类别转换的完整性、抗体克隆选择的多样性及抗体亲和力成熟的自然机制，因此利用该技术得到的抗体具有良好的亲和性、稳定性和可溶性等。该技术体系难度较大，技术门槛高的特点，仅有少数公司掌握，主要有XenoMouse，UltiMab，VelociImmune和Kymab等转基因小鼠。XenoMouse小鼠、UltiMab小鼠、VelociImmune小鼠和 Kymab 小鼠分别是美国 Cell Genesys 公司、Medarex 公司和再生元（Regeneron）公司及英国Kymab公司研究人员培育而成。

4、单细胞测序技术

单细胞测序技术即单个B淋巴细胞抗体制备技术，是近年来新发展的一类快速制备单克隆抗体的技术，是根据每个 B 细胞只含有 1 个功能性重链可变区 DNA 序列和 1 个轻链可变区 DNA 序列，以及每个 B 细胞只产生 1 种特异性抗体的特性，将单细胞分离鉴定技术结合 PCR 技术形成的一种全人源单克隆抗体的体外表达系统。单细胞测序技术产生的抗体具有全人源性、高度抗原特异性、亲和性高和基因多样性丰富等优势，被广泛应用于肿瘤治疗、病原微生物感染治疗、自身免疫疾病检测和治疗及人类免疫系统研究等各个领域。

COVID-19疫情期间，单细胞测序技术也成为研发新冠病毒中和抗体的主流技术，美国礼来（Eli Lilly）公司联合加拿大 AbCellera Biologics公司、韩国国立保健研究院等团队，以及中国科学院微生物研究所、清华大学和北京大学等多个中国团队开展相关研究，其中LY-CoV555（美国礼来公司团队研发）和JS016（中国科学院微生物研究所团队研发）组成的中和抗体联合疗法于 2021 年2月9日获批美国FDA紧急使用授权。

不同抗体技术优劣势分析

杂交瘤单克隆抗体技术、抗体文库展示技术、转基因小鼠技术和单细胞测序技术作为4种常用的抗体技术，各自具有不同的优势和劣势。

杂交瘤单克隆抗体技术成熟、方便、成本低，但是仅能用于鼠源抗体筛选，且鼠源抗体能够被人体免疫系统识别，引起严重的不良反应，因此利用杂交瘤技术筛选得到抗体通常需要进一步进行人源化改造。与杂交瘤单克隆抗体技术相比，抗体文库展示技术省去了细胞融合的步骤，扩大了筛选容量，可以直接得到人源化抗体基因，且随着抗体文库展示技术的快速发展，不断衍生出体内、体外、真核等不同的表达系统，为筛选鉴定特异性抗体提供了更多方便的平台。但目前抗体文库展示技术仍不能广泛用于完整 IgG 抗体的展示，需要先片断化展示后重建完整抗体分子，易筛选到非特异性的结合或亲和力低下的抗体，且抗体库难以储存和运输，是相关科研材料共享的一大阻碍。在美国 FDA 已批准上市的抗体药物中，利用该技术筛选的仅占约10%。尽管首个全人源抗体来自噬菌体展示技术，但转基因小鼠技术仍是目前全人源抗体药物领域应用最广泛的主流技术，具有高效、快速和对人体蛋白具有较好的免疫原性等优点。利用该技术产生的抗体整体上成功率更高，已研发出治疗银屑病、黑色素瘤和高胆固醇血症等多种疾病的全人源单克隆抗体。单细胞测序技术具有快速、高通量、不受转化效率的限制等优点，可直接从B细胞筛选全人源性、高特异性、高亲和性的抗体，且随着一些先进仪器用于单细胞测序平台，该技术已成为筛选病毒类抗原抗体的主流技术。

参考资料

[1]武瑞君,桑晓冬,李治非,敖翼,范玲.抗体技术的研发现状与展望[J].中国药理学与毒理学杂志,2021,35(05):374-381.

[2]冯健男,乔春霞.人源治疗性抗体研发技术进展[J].南京医科大学学报(自然科学版),2020,40(11):1571-1574.

来源：IVD分享库

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